Rôle des cellules endothéliales dans la calcification vasculaire induite lors de l'insuffisance rénale chronique, étude d'un mécanisme IL-8 dépendant

[Not communicated]

• Auteur / Autrice : Jeanne Bou Abdallah
• Direction : Saïd Kamel, Youssef Bennis, Kazem Zibara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie-Santé. Maladies vasculaires - remodelage
• Date : Soutenance le 21/09/2018
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mécanismes physiopathologiques et conséquences des calcifications cardiovasculaires (Amiens)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Saïd Kamel, Youssef Bennis, Kazem Zibara, Vincent Richard, Marie-Hélène Lafage-Proust, Eva Hamade, Julien Maizel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Richard, Marie-Hélène Lafage-Proust

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reprogrammation cellulaire

Athérosclérose

Mots clés libres

Toxines urémiques

Transdifférenciation ostéogénique

Vascular calcification (VC)

Résumé

LA calcification vasculaire (CV) est le dépôt pathologique de sels de phosphate de calcium, sous forme d'hydroxyapatite, dans la paroi artérielle. Cette CV contribue à la rigidité et au rétrécissement des artères et elle est amplifiée lors de l'insuffisance rénale chronique (IRC) suite à l'accumulation des toxines urémiques dans le sang et les tissus, telles que l'indoxyl sulfate (IS) et le phosphate (Pi). Or la paroi vasculaire est constituée, entre autres, de cellules endothéliales (CE), en contact direct avec le sang et les toxines urémiques, et de cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) responsables de la CV de par leur origine commune avec la cellule ostéoblastique. Des niveaux élevés d'IS et de Pi entraînent un dysfonctionnement des CE et la transdifférenciation ostéogénique des CMLV. Du fait de l'importance de la communication CE-CMLV dans la formation et la fonction des vaisseaux sanguins et son implication dans de nombreuses pathologies cardiovasculaires, nous nous sommes intéressés à étudier la contribution des CE dans les calcifications produites par les CMLV lors de l’IRC. Nous avons montré qu'une concentration élevée en Pi induit une calcification des CMLV en culture, que cet effet est plus important par l'ajout d'IS et qu'il est significativement amplifié en présence de milieu conditionné des CE préalablement exposées aux mêmes toxines. De façon intéressante, nous avons également montré pour la première fois que l'exposition des CE à Pi+IS entraîne une augmentation significative de l'expression et de la sécrétion d'Interleukine -8 (IL-8) et que celle-ci aggrave de façon concentration-dépendante la calcification des CMLV. Bien que l'IL-8 ne semble pas accentuer la transdifférenciation des CMLV induite par les toxines urémiques, elle empêche la synthèse et la sécrétion par les CMLV d'OPN, un inhibiteur puissant de calcification. De plus, le traitement des CMLV par un antagoniste des récepteurs de l'IL-8 permet de rétablir la synthèse d’OPN par les CMLV exposées à Pi+IS. Par ailleurs, nous avons confirmé à l'échelle tissulaire que Pi+IS induit une augmenation de la calcification des anneaux aortiques de rats isolés et stimule de façon significative l'expression des homologues chez le rat de l'IL-8. De façon intéressante, l'antagoniste des récepteurs de l'IL-8 prévient partiellement la calcification induite par Pi+IS, tout en favorisant l'induction de l'expression d'OPN. Aisni, notre travail suggère un nouveau rôle de l'IL-8 agissant en tant que médiateur impliqué dans l'interaction entre CE et CMLV au cours de la CV

Vascular calcification (VC) is the ectopic deposition of calcium minerals in the major arteries. This VC contributes to the stiffness and narrowing of the arteries, and is amplified during chronic kidney disease (CKD) due to the accumulation of uremic toxins in the blood and tissues, such as indoxyl sulfate (IS) and inorganic phosphate (Pi). The vascular wall consists, among others, of endothelial cells (EC) in direct contact with the blood and the uremic toxins, and of vascular smooth muscle cells (VSMC) responsible for VC due to their common development origin with the osteoblast: the mesenchymal stem cells. High levels of IS and Pi result in EC dysfunction, osteogenic switch of VSMC and subsequent VC. Because of the importance of EC-VSMC communication in the formation and function of blood vessels and its involvement in many cardiovascular diseases, we were interested in studying the contribution of EC in the calcifications produced by VSMC during CKD. First, we confirmed in a VSMC culture and in tissue model of rat aortic rings that a high concentration of Pi induces calcification and that this effect is potentiated by IS. Then we showed for the first time, that ECs exposed to Pi+IS secrete IL-8 which significantly aggravates the calcification of VSMC. Although IL-8 does not enhance the uremic toxins-mediated osteogenic switch of VSMC, it prevents the synthesis of OPN by VSMC, resulting in an undesirable imbalance between VC inducers and inhibitors. The IL-8 receptors antagonist unblocks the synthesis of OPN by VSMC in the uremic condition. In parallel, uremic toxins induce expression of IL-8 homologs in the rat aortic rings, and the IL-8 receptors antagonist partially prevents Pi+IS-induced calcification, while unblocking the expression of OPN. Our work suggests a novel role of IL-8 in promoting VC as a mediator of ECs- VSMCs interaction during uremic disease. Blocking IL-8 would thus be a new therapeutic approach for cardiovascular complications prevention in CKD